The Formation of Aerosol Particles during Combustion of Biomass and Waste

Frederik Jacob Zeuthen

Research output: Book/ReportPh.D. thesis

522 Downloads (Pure)

Abstract

Aerosoler dannet under afbrænding af biomasse og affald består af saltpartikler med diametre under en mikrometer. Disse partikler udgør en sundhedsrisiko, da de kan trænge ned i lungevævet og videre ud i blodbanen. Partiklerne har desuden en negativ virkning i kraftværkerne, da de forårsager korrosive deponeringer på overhederrør. Det er i dette projekt forsøgt at beskrive dannelsesmekanismen for partiklerne. Der er foreslået en mekanisme, hvor partiklerne dannes ved kondensering af gasformigt alkalisulfat, direkte fra røggassen. De kemiske reaktioner der fører til dannelsen af den gasformige alkalisulfat er blevet karakteriseret ved forsøg med dannelse af aerosolpartikler i en laboratorieskala rørovn. De dannede partikler er blevet karakteriseret for størrelsesfordeling, kemisk sammensætning og morfologi. Feltmålinger på et halmfyret kraftværk og på et affaldsforbrændingsanlæg er blevet opsamlet og karakteriseret med de samme teknikker som blev anvendt i laboratoriet. Partiklerne fra både affaldsforbrænding og halmafbrænding består af alkaliklorid og alkalisulfat. Der er vist at der indstilles en kemisk ligevægt mellem disse komponenter i gasfasen under forbrændingen. Når røggassen afkøles går de kemiske reaktioner i stå og de saltformige forbindelser kondenserer som enten partikler eller saltaflejringer. Afhandlingen beskriver hvorledes driften af forbrændingsanlæg kan ændres for at minimere dannelsen af aerosolpartikler. Det beskrives også hvorledes såkaldte additiver kan tilsættes fyrrummet for at binde alkalimetaller der dermed ikke kan kondensere som aerosolpartikler. En computermodel er benyttet til simulerer dannelsen af partikler. Denne er baseret på hypoteserne for de gældende dannelsesmekanismer beskrevet i laboratoriestudiet. Modellen var i stand til at simulere eksperimentelle data med stor nøjagtighed og denne understøtter derfor den foreslåede mekanisme.
Original languageEnglish
Number of pages130
Publication statusPublished - Jun 2007

Keywords

  • biomass combustion
  • aerosol formation

Cite this